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Permanentmagnetbremse Permanentmagnetbremsen in Windenergieanlagen zur Pitchregelung

| Redakteur: Jan Vollmuth

Die aktive Pitch-Verstellung der Rotorblätter von Windkraft anlagen wird über elektrische Antriebe und elektromagnetische Bremsen realisiert. Kendrion hat eine Permanentmagnetbremse entwickelt, die als spezielle Lösung die Anforderungen der Windkraft in Onshore- als auch in Offshore-Windparks ideal erfüllt.

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Kendrion hat eine Cold Climate Version (CCV) der Permanentmagnetbremse entwickelt, die als spezielle Lösung die Anforderungen der Windkraft in Onshore- als auch in Offshore-Windparks ideal erfüllt.
Kendrion hat eine Cold Climate Version (CCV) der Permanentmagnetbremse entwickelt, die als spezielle Lösung die Anforderungen der Windkraft in Onshore- als auch in Offshore-Windparks ideal erfüllt.
(Bild: Kendrion)

Es bedarf großer Anstrengungen, um sowohl den weltweit hohen Energiebedarf zu decken als auch den damit verbundenen CO2-Ausstoß zu reduzieren. Der Ausbau von regenerativen Energiequellen, insbesondere der Windenergie ist ein wesentlicher Faktor, um diese Ziele zu erreichen. Dabei wird durch die Steigerung der Leistung der einzelnen Windkraftanlagen die Anzahl der zu installierenden Anlagen reduziert. Neben dem verstärkten Ausbau der installierten Nennleistung aller Windkraftanlagen wird ein möglichst gleichmäßiger Energieertrag über den Tagesverlauf zum Schlüsselfaktor, um Ertragsschwankungen abzufedern.

Individuelle Leistungsregelung

Hier setzen die Windanlagenhersteller auf eine individuelle Leistungsregelung der Windkraftanlagen durch eine aktive Pitch-Verstellung der Rotorblätter. So kann die Leistung der Anlagen im Verbund auf den Strombedarf geregelt werden, unter Berücksichtigung des vorliegenden Windangebots.

Die aktive Pitch-Verstellung wird über elektrische Antriebe, gekoppelt mit elektromagnetischen Bremsen, realisiert. Ist für ein gegebenes Windangebot und den aktuellen Energiebedarf die optimale Leistung der Windkraftanlage durch Pitch-Verstellung gefunden, hält die elektromagnetische Bremse das Rotorblatt in der gewünschten Winkelposition. Damit muss der Motor kein Drehmoment übertragen und kann stromlos geschaltet werden. Zudem garantiert die Bremse bei Starkwind, dass das Rotorblatt nicht ungewollt in den Wind gedreht wird, was zu unzulässig hohen Strukturbelastungen bis hin zum Bruch der Rotoren führen würde.

Auf Windkraftanlagen abgestimmt

Im industriellen Bereich ist Kendrion Industrial Drive Systems ein langjähriger, erfahrener Lösungsanbieter für Bremsen in Elektromotoren, auch für die Rotor-Pitchverstellung in Windkraftanlagen. Für diese Applikation hat Kendrion eine Cold Climate Version (CCV) der Permanentmagnetbremse entwickelt, die als spezielle Lösung die Anforderungen der Windkraft in Onshore- als auch in Offshore-Windparks ideal erfüllt. Dies wird nicht zuletzt durch den stetig steigenden Bedarf der Branche an diesen Bremsen bestätigt.

Die Permanentmagnetbremsen erfüllen höchste Haltemomentanforderungen. Dies in einem Umfeld widriger Bedingungen im Sommer wie Winterbetrieb, bei Temperaturen von -40 °C bis zu 70 °C und stark variierender Luftfeuchtigkeit.

Hohe Funktionssicherheit

Die darüber hinaus höchsten Anforderungen der Branche an die Zuverlässigkeit aller Komponenten wird Kendrion durch den Einsatz qualitativ hochwertiger Komponenten gerecht. Die hohe Funktionssicherheit bei minimaler Stillstandszeit sorgt für die Sicherstellung der Wirtschaftlichkeit der Anlagen für die Betreiber, nicht zuletzt für Anlagen in entlegenen und schwer zugänglichen Gegenden.

Permanentmagnetbremsen überzeugen durch ihre kompakten Abmessungen und ihr vergleichsweise geringes Gewicht. Die Leistungsdichte ist dank der Permanentmagnete etwa doppelt so hoch wie bei Federdruckbremsen üblich. Über aufwändige Qualifizierungs- und Prüfverfahren ist es Kendrion möglich, höchste Drehmomente zu garantieren. Im Motorbetrieb führt der restmomentfreie Aufbau der Permanentmagnetbremse zu einem verschleißfreien Betrieb, eine sehr hohe Lebensdauer ist die Folge. Die bei Rotordrehung auftretenden Fliehkräfte haben ebenfalls keinen Einfluss, im Gegensatz zur Federdruckbremse: Der durch die Fliehkraft verstärkte Kontakt der Reibscheibe führt zu einem einseitig erhöhten Anfahrverschleiß. Dieser Anfahrverschleiß kann wiederum signifikant die Lebensdauer heruntersetzten. (jv)

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